EP0025478A1 - Wärmehärtbare Überzugsmittel auf Basis von Polyestern - Google Patents

Wärmehärtbare Überzugsmittel auf Basis von Polyestern Download PDF

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EP0025478A1
EP0025478A1 EP80103433A EP80103433A EP0025478A1 EP 0025478 A1 EP0025478 A1 EP 0025478A1 EP 80103433 A EP80103433 A EP 80103433A EP 80103433 A EP80103433 A EP 80103433A EP 0025478 A1 EP0025478 A1 EP 0025478A1
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EP
European Patent Office
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weight
atoms
acid
polyfunctional compound
polyester
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EP80103433A
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EP0025478B1 (de
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Jörn Dr. Rüter
Karl-Heinz Haneklaus
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Huels AG
Original Assignee
Huels AG
Chemische Werke Huels AG
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08G63/20—Polyesters having been prepared in the presence of compounds having one reactive group or more than two reactive groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D167/00—Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers

Definitions

  • Solvent-containing coating compositions which contain a mixture of aminoplasts and high molecular weight, linear polyesters as binders are known.
  • DE-AS 18 07 776 describes binders which, in addition to benzoguanamine resins, include polyester made from terephthalic and isophthalic acid and optionally contain aliphatic dicarboxylic acids on the one hand and linear, aliphatic diols and 2,2-dimethylpropanediol- (1.3) on the other hand.
  • DE-OS 21 26 048 only coatings with thin layer thicknesses can be produced. At higher layer thicknesses, as are usually used, cracks occur in the film layer during deformation.
  • DE-OS 22 11 059 describes coating compositions consisting of linear polyesters which in particular contain the neopentyl glycol ester of hydroxypivalic acid.
  • the linear polyesters mentioned can optionally be baked in conjunction with aminoplasts.
  • the coating agents described probably have good flexibility, but they leave something to be desired in terms of surface hardness and corrosion protection.
  • DE-PS 25 21 792 describes coating agents which, in addition to aminoplasts, contain polyesters from aliphatic diols and 2,2-dimethylpropanediol- (1.3) on the one hand and tere- or isophthalic acid and hexahydroterephthalic acid on the other hand. Films made from these coating agents have good flexibility with a high surface hardness and good corrosion protection.
  • DE-PS 25 21 791 describes coating compositions which, in addition to aminoplasts, contain polyesters from aliphatic diols, 2,2-dimethyl-propanediol- (1.3) and 1,4-hydroxymethylcyclohexane on the one hand and tere- or isophthalic acid on the other hand. Deliver these coating agents after baking, films with particularly high flexibility, high surface hardness and particularly good corrosion protection.
  • the polyester of component B present as part of the binder contained in the coating agent contains 0.1 to 2 percent by weight, based on the dicarboxylic acid content, of residues of a polyfunctional compound with oxygen-containing functional groups, the functionality of the compound being ⁇ 3 .
  • the polyfunctional compounds according to the invention are preferably present in the polyester at 0.5 to 1.2 percent by weight.
  • aromatic and aliphatic polycarboxylic acids such as trimesic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, benzene-ticarboxylic acid (1.2.3), benzene tetraearonic acid (1.2.3.4), benzene tetracarboxylic acid (1.2.3.5), ethylene tetracarboxylic acid, 1.2.3.4-butane tetracarboxylic acid, 1.2. 3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid, 1.2.3.4-cyclohexanetetracarboxylic acid or mixtures thereof are used.
  • Glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, butanetriol (1.2.3), butanetriol (1.2.4) are suitable as polyols.
  • polycarboxylic acids their full or partial esters with short-chain alcohols, such as methanol, ethanol, or the like, can also be used.
  • Glycerol trimethylolpropane, pentaerythritol, trimesic acid, trimellitic acid or copolymers of ethylene and maleic anhydride esterified with methanol in a molar ratio of 1 : 1 (EMA @ resins) have proven particularly useful as polyfunctional compounds.
  • the polyesters contained in the binder component consist of 40 to 60 mole percent of terephthalic acid and 40 to 60 mole percent of isophthalic acid in the dicarboxylic acid component. These dicarboxylic acids are preferably used in approximately equal proportions. In addition, the dicarboxylic acid content up to 30 mole percent, preferably up to 15 mole percent, of an aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acid, such as. B. adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid or hexahydroterephthalic acid. All carboxylic acids can also be used as esters of short-chain alcohols such as methanol, ethanol, propanol or the like.
  • the polyesters in the alcohol component contain aliphatic, diols with 2 to 12 carbon atoms, such as. B. ethylene glycol, propanediol (1.3), butanediol (1.4), hexanediol (1.6), dodecanediol (1.12).
  • the aliphatic diols are 30 to 60 mole percent, preferably 40 to 50 mole percent, contained in the alcohol component, again 0 to 40 mole percent, based on the alcohol component, by further cycloaliphatic diols, such as. B. 1.4-bis-hydroxymethyl-cyclohexane can be replaced.
  • polyesters used also contain 2,2-dimethyl-propanediol (1.3).
  • This diol is 40 to 70 mole percent, preferably 50 to 60 mole percent, contained in the diol component.
  • polyesters are produced by known processes. (WR Sorenson, TW Campbell, Preparative Methods of Polymer Chemistry, Interscience Publishers, Inc., New York, 1961, pages 111 to 127; H. Ludewig, Polyester - fibers, chemistry and technology - Akademie-Verlag Berlin, 1975, page 95 ff).
  • the polyfunctional compounds are generally added before the transesterification or esterification stage. If polycarboxylic acids are used in the form of their esters, they must be added before the transesterification step. Free polyfunctional carboxylic acids and alcohols can also be added at the beginning of the polycondensation step.
  • polyfunctional compounds according to the invention are used in larger amounts than indicated, there is a risk that the coatings produced with the polyester will not have sufficient elasticity; in addition, crosslinking ("gelation") can occur in the production of the polyester. Less than the specified amounts do not lead to a sufficient effect.
  • the polyesters have a viscosity number of 40 to 80 cm 3 yg. Polyesters with a viscosity number in the range from 50 to 70 cm 3 / g are preferred.
  • the properties of the lacquer coatings produced from the copolyesters to be used according to the invention are determined both by the molecular weight and by the composition of the copolyesters. If copolyesters with low viscosity numbers are used, the coatings generally have a high hardness, but not sufficient Flexibility. If you use polyester with higher viscosity numbers, the flexibility is significantly improved. However, due to the resulting reduction in the solubility of the copolyesters, an upper limit is set.
  • the diol content should contain at least 30 mole percent 2,2-dimethylpropanediol- (1.3). If, on the other hand, the proportion of this diol is too high, the coatings produced therefrom do not have a satisfactory surface hardness.
  • Suitable aminoplastics are the known reaction products of aldehydes, in particular formaldehyde, with, for. B. melamine, benzoguanamine or amides, such as dicyandiamide or urea, in question. Mixtures of such products are also suitable.
  • the aminoplasts based on melamine or benzoguanamine are preferably used.
  • the aminoplasts etherified completely or partially with alcohol are particularly suitable. While methanol is preferred as the etherification component in melamine-formaldehyde resins, benzoguanamine-formaldehyde resins can also be used advantageously in their butyl- or isobutyl-etherified form.
  • a large number of commercially available aminoplasts are available for the use according to the invention.
  • the weight ratio of polyester to aminoplast can vary between 95: 5 to 75:25, preferably between 90: 10 to 80:20.
  • the optimum ratio of the two components to one another for the respective intended use of the coating compositions can easily be determined by preliminary tests.
  • the coating compositions according to the invention are processed in customary paint solvents.
  • customary paint solvents for example, methyl acetate, ethyl acetate, ethyl acetoacetate, butyl acetate, ethyl glycol, ethyl glycol acetate, butyl glycol, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 2-nitropropane, isophorone, dioxane, dimethylformamide, methyl glycol acetate, ethyl glycol acetate, methyl benzoate, trichlorethylene, or other halocarbons or mixtures get away in question.
  • aromatic solvents such as xylene, toluene, benzene and SOLVESSO O or higher-boiling aromatic cuts or aliphatic hydrocarbon mixtures, such as. As mineral spirits can be used.
  • the proportion of solvent in the total coating agent is 50 to 75 percent by weight.
  • Acidic catalysts are added to the coating compositions of the invention for curing.
  • Mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid or organic acids such as oxalic acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid are suitable for this purpose; but also their esterification products with methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol and propylene glycol and adducts of sulfonic acid and epoxy compound are also suitable.
  • toluenesulfonic acid salts with bases volatile at higher temperatures such as for example ammonia, mono-, di- and trialkylamines, morpholine, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like. ⁇ . are used.
  • the catalysts are present in the coating agent in amounts of 0.5 to 3 percent by weight, preferably 0.5 to 1.0 percent by weight, based on the aminoplast.
  • the coating agents can also contain pigments and fillers, such as titanium dioxide, chalk, silica, magnesium oxide or color pigments.
  • pigments and fillers such as titanium dioxide, chalk, silica, magnesium oxide or color pigments.
  • customary additives and auxiliaries such as leveling agents or thixotropic agents, can be used.
  • the coating compositions are applied by known methods, for example by brushing, spraying, dipping or rolling, and baked at temperatures between 100 and 350 ° C.
  • the coatings obtained are characterized by high elasticity combined with good surface hardness, even with a large layer thickness. They also have excellent weather behavior and an excellent corrosion protection effect.
  • the coating compositions according to the invention can be baked at lower temperatures or in a shorter time than products of the prior art. This results in significant energy savings. At the same time coatings with excellent solvent resistance are obtained.
  • This solution was mixed with 15 parts by weight of a commercially available hexamethoxymethyl melamine resin (MAPRENAL® MF 900) and rubbed together with 125 parts by weight of Ti0 2 pigment on a roller mill. 4 parts by weight of a 5% strength solution of the morpholine salt of p-toluenesulfonic acid in benzyl alcohol were added as catalyst.
  • the coating agent was applied to 0.8 mm thick steel sheet and baked (layer thickness 30 to 35 ⁇ ).
  • a copolyester which is composed of the residues of terephthalic acid, isophthalic acid, hexahydroterephthalic acid and ethylene glycol and 2,2-dimethylpropanediols (1.3) in a molar ratio of 50: 40: 10/44: 56 and which is in the presence of 0.8% by weight, based on terephthalic acid , Isophthalic acid and hexahydroterephthalic acid, trimesic acid (viscosity number: 58 cm 3 / g) was dissolved in 198 parts by weight of a solvent mixture of SOLVESSO 100 and ethyl glycol acetate (weight ratio: 70/30).
  • Example 2 was repeated without the addition of trimesic acid.
  • a copolyester which is made up of the residues of terephthalic acid, isophthalic acid and ethylene glycol and 2,2-dimethylpropanediols (1.3) in a molar ratio of 50:50 / 44:56 and which, in the presence of 1.0% by weight, based on terephthalic acid and isophthalic acid, trimethylolpropane was produced (viscosity number: 60 cm / g), was dissolved in 198 parts by weight of a solvent mixture of SOLVESSO 100 and ethyl glycol acetate (weight ratio: 70/30).
  • Example 3 was repeated without the addition of trimethylolpropane.

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Abstract

Wärmehärtbare Überzugsmittel auf der Grundlage einer Mischung aus Bindemittel, organischem Lösemittel sowie ggf. Pigmenten, Füllstoffen und weiter üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen, die als Bindemittel
  • A. 5 bis 25 Gewichtsprozent Aminoplaste und
  • B. 75 bis 95 Gewichtsprozent hydroxylgruppenhaltige, gesättigte Polyester enthalten, wobei die Polyester der Komponente B. 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf den Dicarbonsäureanteil, Reste einer polyfunktionellen Verbindung mit sauerstoffenthaltenden funktionellen Gruppen enthält und deren Funktionalität ≥3 ist.

Description

  • Gegenstand der Erfindung sind wärmehärtbare Überzugsmittel auf der Grundlage einer Mischung aus Bindemittel, organischem Lösemittel sowie ggf. Pigmenten, Füllstoffen und weiter üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen, die als Bindemittel
    • A. 5 bis 25 Gewichtsprozent Aminoplaste und
    • B. 75 bis 95 Gewichtsprozent hydroxylgruppenhaltige, gesättigte Polyester aus aliphatischen Diolen mit 2 bis 12 C-Atomen in der Kohlenstoffkette, cycloaliphatischen Diolen und 2.2-Dimethyl-propandiol-(1.3) einerseits und aromatischen sowie ggf. aliphatischen und cycloaliphatischen Dicarbonsäuren andererseits enthalten, wobei die Polyester eine Viskositätszahl im Bereich von 40 bis 80 cm/g und einen Glasumwandlungspunkt > 50 oC besitzen.
  • Lösungsmittelhaltige Überzugsmittel, welche als Bindemittel ein Gemisch aus Aminoplasten und hochmolekularen, linearen Polyestern enthalten, sind bekannt. So werden in der DE-AS 18 07 776 Bindemittel beschrieben, die neben Benzoguanaminharzen Polyester aus Terephthal- und Isophthalsäure sowie gegebenenfalls aliphatischen Dicarbonsäuren einerseits und linearen, aliphatischen Diolen und 2.2-Dimethylpropandiol-(1.3) andererseits enthalten. Nach eigenen Angaben der Anmelderin (DE-OS 21 26 048) können nur Überzüge mit dünnen Schichtdicken hergestellt werden. Bei höheren Schichtdicken, wie sie üblicherweise verwendet werden, treten bei einer Verformung Risse in der Filmschicht auf.
  • Aus diesem Grunde wurden die genannten Produkte abgeändert, so daß nur noch solche Polyester eingesetzt werden sollen, die einen Glasumwandlungspunkt im Bereich zwischen 30 °C und 50 °C besitzen (DE-OS 21 26 048). Auch diese modifizierten Überzugsmittel weisen bei höheren Schichtdicken immer noch eine nicht ausreichende Flexibilität bzw. eine nicht hinreichende Korrosionsschutzwirkung auf.
  • DE-OS 22 11 059 beschreibt Überzugsmittel, bestehend aus linearen Polyestern, die im speziellen den Neopentylglykolester der Hydroxypivalinsäure enthalten. Die genannten linearen Polyester können ggf. in Verbindung mit Aminoplasten eingebrannt werden. Die beschriebenen Überzugsmittel weisen wohl hinlänglich gute Flexibilitäten auf, jedoch lassen sie in der Oberflächenhärte bzw.. in der Korrosionsschutzwirkung zu wünschen übrig.
  • Die DE-PS 25 21 792 beschreibt Überzugsmittel, die neben Aminoplasten Polyester aus aliphatischen Diolen und 2.2-Dimethylpropandiol-(1.3) einerseits und Tere- bzw. Isophthalsäure und Hexahydroterephthalsäure andererseits enthalten. Filme aus diesen Überzugsmitteln weisen eine gute Flexibilität bei gleichzeitig hoher Oberflächenhärte und eine gute Korrosionsschutzwirkung auf.
  • In der DE-PS 25 21 791 schließlich werden Überzugsmittel beschrieben, die neben Aminoplasten Polyester aus aliphatischen Diolen, 2.2-Dimethyl-propandiol-(1.3) und 1.4-Hydroxymethylcyclohexan einerseits und Tere- bzw. Isophthalsäure andererseits enthalten. Diese Überzugsmittel liefern nach dem Einbrennen Filme mit besonders hoher Flexibilität bei gleichzeitig hoher Oberflächenhärte und mit besonders guter Korrosionsschutzwirkung.
  • Allen diesen beschriebenen Überzugsmitteln ist gemeinsam, daß die damit hergestellten Überzüge erst dann eine ausreichende Lösungsmittelbeständigkeit aufweisen, wenn sie für einen genügend langen Zeitraum bei einer ausreichend hohen Temperatur eingebrannt werden. Diese Beständigkeit ist für bestimmte Anwendungen, z. B. für Grundierungen, unbedingt erforderlich.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Überzugsmittel bereitzustellen, die gegenüber dem Stand der Technik bei tieferer Temperatur bzw. in kürzeren Zeiten eingebrannt werden können und dabei Überzüge ergeben,-die bei guten Allgemeineigenschaften ausgezeichnete Lösemittelbeständigkeit besitzen.
  • Diese Aufgabe konnte dadurch gelöst werden, daß der als Teil des im Überzugsmittel enthaltenen Bindemittels vorhandene Polyester der Komponente B. 0.1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf den Dicarbonsäureanteil, Reste einer polyfunktionellen Verbindung mit sauerstoffenhaltenden funktionellen Gruppen enthält, wobei die Funktionalität der Verbindung ≥3 ist. Vorzugsweise sind die erfindungsgemäßen polyfunktionellen Verbindungen zu 0.5 bis 1.2 Gewichtsprozent im Polyester enthalten.
  • Als solche Verbindungen können aromatische und aliphatische Polycarbonsäuren, wie Trimesinsäure, Trimellitsäure, Pyromellitsäure, BenzoltIicarbonsäure-(1.2.3), Benzoltetraearbonsäure-(1.2.3.4), Benzoltetracarbonsäure-(1.2.3.5), Ethylentetracarbonsäure, 1.2.3.4-Butantetracarbonsäure, 1.2.3.4-Cyclopentantetracarbonsäure, 1.2.3.4-Cyclohexantetracarbonsäure oder Gemische hiervon eingesetzt werden. Als Polyole kommen Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Butantriol-(1.2.3), Butantriol-(1.2.4) in Frage.
  • Es ist vorteilhaft, wenn im Falle von Polycarbonsäuren ein Molekulargewicht von 500 und im Falle von Polyolen ein Molekulargewicht von 250 nicht überschritten wird.
  • Anstelle der Polycarbonsäuren können auch deren Voll- oder Teilester mit kurzkettigen Alkoholen, wie Methanol, Ethanol, o. ä. eingesetzt werden.
  • Neben den niedermolekularen polyfunktionellen Verbindungen können auch hochmolekulare Produkte verwendet werden. Diese entsprechen der allgemeinen Formel
    Figure imgb0001
    in der
    • n eine Zahl von 10 bis 10 000,
    • a eine Zahl von 1 bis 100 oder O,
    • b eine Zahl von 1 bis 100,
    • R1 bis R6 einen Alkylrest mit 1 bis 3 C-Atomen, einen Arylrest mit 6 bis 10 C-Atomen oder eine R70-Gruppe, wobei R7 einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen . darstellt,
    • X1 Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 3 C-Atomen, eine R 8-
      Figure imgb0002
      Gruppe, wobei R8 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe'mit 1 bis 6 C-Atomen darstellt,
    • X2 eine R9-0- oder R10
      Figure imgb0003
      Gruppe, wobei R9 Wasserstoff oder eine Acyl-Gruppe mit 1 bis 8 C-Atomen und R10 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen darstellt, bedeutet.
  • Besonders haben sich als polyfunktionelle Verbindungen Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Trimesinsäure, Trimellitsäure oder mit Methanol veresterte Copolymere aus Ethylen und Maleinsäureanhydrid im Molverhältnis 1 : 1 (EMA@-Harze) bewährt.
  • Die in der Bindemittelkomponente enthaltenen Polyester bestehen in dem Dicarbonsäureanteil zu 40 bis 60 Molprozent aus Terephthalsäure und zu 40 bis 60 Molprozent aus Isophthalsäure. Vorzugsweise werden diese Dicarbonsäuren zu etwa gleichen Anteilen eingesetzt. Daneben kann der Dicarbonsäureanteil noch bis zu 30 Molprozent, vorzugsweise bis zu 15 Molprozent, einer aliphatischen oder cycloaliphatischen Dicarbonsäure, wie z. B. Adipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Dodecandisäure oder Hexahydroterephthalsäure enthalten. Alle Carbonsäuren können auch als Ester kurzkettiger Alkohole wie Methanol, Ethanol, Propanol o. ä. eingesetzt werden.
  • Als Diole enthalten die Polyester in der Alkoholkomponente einmal aliphatische, Diole mit 2 bis.12 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Ethylenglykol, Propandiol-(1.3), Butandiol-(1.4), Hexandiol-(1.6), Dodecandiol-(1.12). Die aliphatischen Diole sind zu 30 bis 60 Molprozent, vorzugsweise zu 40 bis 50 Molprozent, in der Alkoholkomponente enthalten, wobei wiederum 0 bis 40 Molprozent, bezogen auf die Alkohoikomponente, durch weitere cycloaliphatische Diole, wie z. B. 1.4-Bis-hydroxymethyl-cyclohexan, ersetzt sein können.
  • Daneben enthalten die eingesetzten Polyester noch 2.2.-Dimethyl-propandiol-(1.3). Dieses Diol ist zu 40 bis 70 Molprozent, vorzugsweise 50 bis 60 Molprozent, in der Diolkomponente enthalten.
  • Die Polyester werden nach bekannten Verfahren hergestellt. (W.R. Sorenson, T.W. Campbell, Preparative Methods of Polymer Chemistry, Interscience Publishers, Inc., New York, 1961, Seiten 111 bis 127; H. Ludewig, Polyester - Fasern, Chemie und Technologie - Akademie-Verlag Berlin, 1975, Seiten 95 ff).
  • Der Zusatz der polyfunktionellen Verbindungen erfolgt im allgemeinen vor der Umesterungs- bzw. Veresterungsstufe. Falls Polycarbonsäuren in der Form ihrer Ester eingesetzt werden, ist ihre Zugabe vor der Umesterungsstufe in jedem Fall notwendig. Freie polyfunktionelle Carbonsäuren und Alkohole können auch noch zu Beginn der Polykondensationsstufe zugesetzt werden.
  • Werden die erfindungsgemäßen polyfunktionellen Verbindungen in größeren Mengen als angegeben eingesetzt, besteht die Gefahr, daß die mit dem Polyester hergestellten Überzüge keine ausreichende Elastizität aufweisen; außerdem kann bei der Herstellung der Polyester Vernetzung ("Gelierung").eintreten. Geringere als die angegebenen Mengen führen zu keinem ausreichenden Effekt.
  • Die Polyester besitzen eine Viskositätszahl von 40 bis 80 cm3jg. Bevorzugt werden Polyester mit einer Viskositätszahl im Bereich von 50 bis 70 cm3/g.
  • Die Eigenschaften der aus den erfindungsgemäß zu verwendenden Copolyestern hergestellten Lacküberzüge werden sowohl durch das Molekulargewicht als auch durch die Zusammensetzung der Copolyester bestimmt. Verwendet man Copolyester mit niedrigen Viskositätszahlen, so besitzen die Überzüge in der Regel eine hohe Härte, jedoch keine ausreichende Flexibilität. Verwendet man Polyester mit höheren Viskositätszahlen, so wird die Flexibilität wesentlich verbessert. Allerdings wird infolge der dadurch bedingten Verminderung der Löslichkeit der Copolyester eine Grenze nach oben gesetzt.
  • Die in den Polyestern enthaltene Terephthalsäure sollte etwa die Hälfte des aromatischen Dicarbonsäureanteils ausmachen. Eine übermäßige Erhöhung des Terephthalsäureanteils bedingt meist eine Verminderung der Löslichkeit in den üblichen Lacklösemitteln. Dagegen führt eine Erhöhung des Isophthalsäure- bzw. z. B. des Hexahydroterephthalsäureanteils zu einer Verbesserung der Löslichkeit; allerdings ist dies mit einer Erniedrigung des Erweichungsbereiches verbunden.
  • Zur Gewährleistung einer zufriedenstellenden Löslichkeit sollte der Diolanteil mindestens 30 Molprozent 2.2-Dimethylpropandiol-(1.3) enthalten. Ist dagegen der Anteil an diesem Diol zu hoch, so besitzen die daraus hergestellten Überzüge keine befriedigende Oberflächenhärte.
  • Als geeignete Aminoplaste kommen die bekannten Umsetzungsprodukte von Aldehyden, insbesondere Formaldehyd, mit z. B. Melamin, Benzoguanamin oder auch Amiden, wie Dicyandiamid oder Harnstoff, in Frage. Geeignet sind ferner Gemische aus derartigen Produkten. Bevorzugt eingesetzt werden die Aminoplaste auf Basis von Melamin oder Benzoguanamin. Besonders geeignet sind die mit Alkohol vollständig oder partiell veretherten Aminoplaste. Während bei Melaminformaldehydharzen als Veretherungskomponente Methanol bevorzugt wird, können Benzoguanaminformaldehydharze auch vorteilhaft in ihrer butyl- oder isobutyl-veretherten Form angewendet werden. Für den erfindungsgemäßen Verwendungszweck steht eine Vielzahl handelsüblicher Aminoplaste zur Verfügung.
  • Zur Herstellung der Überzugsmittel werden zunächst Lösungen des Polyesters und des Aminoplasten miteinander vermischt. Das Gewichtsverhältnis von Polyester zu Aminoplast kann zwischen 95 : 5 bis 75 : 25, vorzugsweise zwischen 90 : 10 bis 80 : 20, schwanken. Das für den jeweiligen Verwendungszweck der Überzugsmittel optimale Verhältnis der beiden Komponenten zueinander läßt sich durch Vorversuche leicht ermitteln.
  • Dabei ist zu berücksichtigen, daß häufig durch Erhöhung des Aminoplastanteils-sich die Härte der Überzüge erhöht und ihre Elastizität sich vermindert, während bei Erniedrigung des Aminoplastanteils die Härte nachläßt und die Flexibilität zunimmt.
  • Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel werden in üblichen Lacklösungsmitteln verarbeitet. Als solche kommen beispielsweise Methylacetat, Ethylacetat, Acetessigester, Butylacetat, Ethylglykol, Ethylglykolacetat, Butylglykol, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexanon, 2-Nitropropan, Isophoron, Dioxan, Dimethylformamid, Methylglykolacetat, Ethylglykolacetat, Benzoesäuremethylester, Trichlorethylen oder andere Halogenkohlenwasserstoffe oder Gemische davon in Frage. Ferner können auch aromatische Lösungsmittel, wie beispielsweise Xylol, Toluol, Benzol und SOLVESSOO bzw. höhersiedende Aromatenschnitte oder aber aliphatische Kohlenwasserstoffgemische, wie z. B. Lackbenzin, verwendet werden. Der Anteil des Lösungsmittels im gesamten Überzugsmittel beträgt 50 bis 75 Gewichtsprozent.
  • Zur Aushärtung werden den erfindungsgemäßen Überzugsmitteln saure Katalysatoren zugefügt. Hierfür eignen sich Mineralsäuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure und Phosphorsäure oder organische Säuren, wie Oxalsäure, Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure; aber auch deren Veresterungsprodukte mit Methanol, Ethanol, Propanol, Ethylenglykol und Propylenglykol sowie Addukte aus Sulfonsäure und Epoxidverbindung kommen in Frage. Weiterhin können auch Toluolsulfonsäuresalze mit bei höheren Temperaturen flüchtigen Basen, wie beispielsweise Ammoniak, Mono-, Di- und Trialkylaminen, Morpholin, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon u. ä. eingesetzt werden. Die Katalysatoren sind in Mengen von 0.5 bis 3 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0.5 bis 1.0 Gewichtsprozent, - bezogen auf den Aminoplasten - im Überzugsmittel enthalten.
  • Ferner können die Überzugsmittel noch Pigmente und Füllstoffe, wie beispielsweise Titandioxid, Kreide, Kieselsäure, Magnesiumoxid oder Farbpigmente enthalten. Daneben können übliche Zusatz- und Hilfsstoffe, wie beispielsweise Verlaufmittel oder Thixotropiermittel, eingesetzt werden.
  • Die Überzugsmittel werden nach bekannten Verfahren, beispielsweise durch Streichen, Spritzen, Tauchen oder Walzen aufgetragen und bei Temperaturen zwischen 100 und 350 0c eingebrannt. Die erhaltenen Überzüge zeichnen sich - selbst bei großer Schichtdicke - durch hohe Elastizität in Verbindung mit guter Oberflächenhärte aus. Ferner besitzen sie ein ausgezeichnetes Witterungsverhalten und eine ausgezeichnete Korrosionsschutzwirkung.
  • Neben den guten Allgemeineigenschaften der Überzugsmittel sowie der daraus hergestellten Überzüge können die erfindungsgemäßen Überzugsmittel im Vergleich zu Produkten des Standes der Technik bei niederen Temperaturen bzw. in kürzerer Zeit eingebrannt werden. Hierdurch ergeben sich deutliche Energieeinsparungen. Gleichzeitig werden Überzüge mit hervorragender Lösemittelbeständigkeit erhalten.
    • Beispiele
  • Die in den Beispielen aufgeführten Meßergebnisse werden mit Hilfe nachstehender Methoden ermittelt:
    Figure imgb0004
    Mit Buchstaben gekennzeichnete Beispiele sind nicht erfindungsgemäß.
    • Beispiel 1
  • 85 Gewichtsteile eines Copolyesters, der aus den Resten der Terephthalsäure, Isophthalsäure sowie des Ethylenglykols, 1.3-Bishydroxymethylcyclohexans und 2.2-Dimethylpropandiols-(1.3) im Molverhältnis 50 : 50/10 : 30 : 60 aufgebaut ist und der in Gegenwart von 0.8 Gewichtsprozent, bezogen auf Terephthal- und Isophthalsäure, eines handelsüblichen mit Methanol veresterten Ethylen-Maleinsäureanhydrid 1 : 1 Copolymeren (EMA® 31 der Fa. Monsanto) hergestellt wurde (Viskositätszahl: 55 cm3/g), wurde in 198 Gewichtsteilen eines Lösungsmittelgemisches aus SOLVESSO 100 und Ethylglykolacetat (Gewichtsverhältnis: 70 : 30) gelöst. Diese Lösung wurde mit 15 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Hexamethoxymethylmelaminharzes (MAPRENAL® MF 900) versetzt und zusammen mit 125 Gewichtsteilen Ti02-Pigment auf einem Walzenstuhl abgerieben. Als Katalysator wurden 4 Gewichtsteile einer 5 %igen Lösung des Morpholinsalzes der p-Toluolsulfonsäure in Benzylalkohol zugefügt. Das Überzugsmittel wurde auf 0.8 mm starkes Stahlblech aufgebracht und eingebrannt (Schichtdicke 30 bis 35 µ).
    • Beispiel A
  • Beispiel 1 wurde ohne einen Zusatz des mit Methanol veresterten Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren wiederholt.
    • Beispiel 2
  • 85 Gewichtsteile eines Copolyesters, der aus den Resten der Terephthalsäure, Isophthalsäure, Hexahydroterephthalsäure sowie des Ethylenglykols und 2.2-Dimethylpropandiols-(1.3) im Molverhältnis 50 : 40 : 10/44 : 56 aufgebaut ist und der in Gegenwart von 0.8 Gewichtsprozent, bezogen auf Terephthalsäure, Isophthalsäure und Hexahydroterephthalsäure, Trimesinsäure hergestellt wurde (Viskositätszahl: 58 cm3/g) wurde in 198 Gewichtsteilen eines Lösungsmittelgemisches aus SOLVESSO 100 und Ethylglykolacetat (Gewichtsverhältnis: 70/30) gelöst. Diese Lösung wurde mit 15 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Hexamethoxymethylmelaminharzes (MAPRENAL® MF 900) versetzt und zusammen mit 125 Gewichtsteilen Ti02-Pigment auf einem Walzenstuhl abgerieben. Als Katalysator wurden 4 Gewichtsteile einer 5 %igen Lösung des Morpholinsalzes der p-Toluolsulfonsäure in Benzylalkohol zugefügt. Das Überzugsmittel wurde auf 0. mm starkes Stahlblech aufgebracht und eingebrannt (Schichtdicke 30 bis 35 µ).
    • Beispiel B
  • Beispiel 2 wurde ohne den Zusatz von Trimesinsäure wiederholt.
    • Beispiel 3
  • 85 Gewichtsteile eines Copolyesters, der aus den Resten der Terephthalsäure, Isophthalsäure sowie des Ethylenglykols und 2.2-Dimethylpropandiols-(1.3) im Molverhältnis 50 : 50/ 44 : 56 aufgebaut ist und der in Gegenwart von 1.0 Gewichtsprozent, bezogen auf Terephthalsäure und Isophthalsäure, Trimethylolpropan hergestellt wurde (Viskositätszahl: 60 cm/g), wurde in 198 Gewichtsteilen eines Lösungsmittelgemisches aus SOLVESSO 100 und Ethylglykolacetat (Gewichtsverhältnis: 70/30) gelöst. Diese Lösung wurde mit 15 Gewichtsteilen eines handelsübliehen Hexamethoxymethylmelaminharzes (MAPRENAL® MF 900) versetzt und zusammen mit 125 Gewichtsteilen TiO2-Pigment auf einem Walzenstuhl abgerieben. Als Katalysator wurden 4 Gewichtsteile einer 5 %igen Lösung des Morpholinsalzes der p-Toluolsulfonsäure in Benzylalkohol zugefügt. Das Überzugsmittel wurde auf 0.8 mm starkes Stahlblech aufgebracht und eingebrannt, (Schichtdicke 30 bis 35 µ).
    • Beispiel C
  • Beispiel 3 wurde ohne den Zusatz von Trimethylolpropan wiederholt.
    Figure imgb0005

Claims (5)

1. Wärmehärtbares Überzugsmittel auf der Grundlage einer Mischung aus Bindemittel, organischem Lösemittel sowie ggf. Pigmenten, Füllstoffen und weiter üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen, das als Bindemittel
A. 5 bis 25 Gewichtsprozent Aminoplaste und
B. 75 bis 95 Gewichtsprozent hydroxylgruppenhaltige, gesättigte Polyester aus aliphatischen Diolen mit 2 bis 12 C-Atomen in'der Kohlenstoffkette, cycloaliphatischen Diolen und 2.2-Dimethyl-propandiol-(1.3) einerseits und aromatischen sowie ggf. aliphatischen und cycloaliphatischen Dicarbonsäurenandererseits enthält, wobei die Polyester eine Viskositätszahl im Bereich von 40 bis 80 cm3/g und einen Glasumwandlungspunkt >50 °C besitzen,

dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester der Komponente B. 0.1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf den Dicarbonsäureanteil, Reste einer polyfunktionellen Verbindung mit sauerstoffenthaltenden funktionellen Gruppen enthält, wobei die Funktionalität der Verbindung ≥3 ist.
2. Wärmehärtbares Überzugsmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reste der polyfunktionellen Verbindung zu 0.5 bis 1.2 Gewichtsprozent, bezogen auf den Dicarbonsäureanteil, im Polyester enthalten sind.
3. Wärmehärtbares Überzugsmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die polyfunktionelle Verbindung eine aliphatische oder aromatische Polycarbonsäure mit einem Molgewicht <500 ist.
4. Wärmehärtbares Überzugsmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die polyfunktionelle Verbindung ein Polyol mit einem Molekulargewicht <250 ist.
5. Wärmehärtbares Überzugsmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die polyfunktionelle Verbindung der allgemeinen Formel
Figure imgb0006
entspricht, in der
n eine Zahl von 10 bis 10 000,
a eine Zahl von 1 bis 100 oder 0,
b eine Zahl von 1 bis 100,
R1 bis R6 einen Alkylrest mit 1 bis 3 C-Atomen, einen Arylrest mit 6 bis 10 C-Atomen oder eine R70-Gruppe, wobei R7 einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen darstellt,
X1 Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 3 C-Atomen, eine R8-
Figure imgb0007
Gruppe, wobei R8 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen darstellt,
X2 eine R9-0- oder R10
Figure imgb0008
Gruppe, wobei R9 Wasserstoff oder eine Acyl-Gruppe mit 1 bis 8 C-Atomen und R10 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen darstellt,
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